脉冲染料激光器的稳频控制

摘要

脉冲染料激光器可以使激光的波长连续可调,能广泛应用,但是长时间的工作,由于激光器内部和外部条件的变化,会造成激光器发射频率(波长)改变,使发射的激光无法满足我们的需求。
　　本论文利用原子共振的稳定性,通过监测激光与Na原子共振荧光的光强,反馈控制激光输出频率(波长),来实现激光器的稳频,主要完成了该控制系统的光路设计,硬件电路设计,数据采集,数据处理,反馈控制的设计,并通过实验结果得出了稳频控制的最佳方案。其主要内容包括:
　　1.根据激光器工作原理和脉冲染料激光器的特点,分析外部环境造成激光器频率偏移的原因,并提出激光稳频的一些改进措施。
　　2.分析Na原子共振荧光光谱,在589.00nm至589.060nm的波长范围内,归纳其共振信号与波长变化的关系,并利用该谱线特点,设计了相应的荧光光强监测光路,从而实现对特定发射波长(589.0158nm)的稳频。
　　3.利用LabVIEW图形化编程语言和高速率示波器实现对整个系统中的钠原子共振信号的采集,同步传输、存储和实时处理等功能。
　　4.搭建一套基于原子共振原理的激光稳频系统,通过实验测量该系统的稳定性和选取测量共振信号强度的最佳方案。
　　通过实验结果表明,整个系统适合于发射波长为589.0158nm的激光稳频。整个系统结构简单,操作方便,适用于变化的外界环境当中,该方法还可推广到其它一些特定波长的激光稳频系统。

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第1章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2研究内容

1.3论文的基本框架

第2章 脉冲染料激光器原理和稳频技术

2.1脉冲染料激光器工作原理

2.2激光器稳频介绍

2.3本章小结

第3章 钠原子共振荧光光谱分析

3.1原子共振原理

3.2钠原子谱线分析

3.3 原子共振滤光器介绍

3.5 钠原子空心阴极灯

3.6本章小结

第4章 系统硬件平台设计

4.1系统设计原理

4．2 实验设备介绍

4.3本章小结

第5章 系统软件设计及其流程

5.1 图形化软件开发平台LabVIEW

5.2 设备驱动

5.3 系统软件流程

5．4利用LabVIEW编写数据采集程序

5．5利用LabVIEW编写数据处理程序

5.6 激光器频率控制模块设计

5.7 数据保存软件模块设计

5.8 软件界面说明

5.9 本章小结

第6章 实验过程以及结果数据分析

6.1 系统噪声信号的去除

6.2 系统信号强度标定

6.3 最佳平均次数选择

6.4 实验结果

6.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

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